DE4230181A1

DE4230181A1 - Tissue electrostimulation implant

Info

Publication number: DE4230181A1
Application number: DE4230181A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Kraus; Heribert Stephan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1994-03-10
Also published as: EP0659098B1; WO1994006509A1; EP0659098A1; DE59304759D1; ATE146086T1

Abstract

Implants (10) for the electrostimulation of tissues according to the Kraus and Lechner process contain an electric winding or pick-up coil (12) whose terminals are connected by flexible lines (16) to tissue electrodes (18) or their connecting devices. In different therapeutical situations, lines of various lengths and/or various electrodes or electrode connecting devices are in general required. In order to make storage easier, the lines (16) of the disclosed implant are not fixed to the pick-up coil (12), as it was usual hitherto in the case of the implants available to the operating doctor, but are connected by means of a connecting device (14) which allows lines of various lengths and various electrodes or electrode connecting devices to be selectively attached to the pick-up coil. The implant (10) can thus be adapted to different requirements in an economical manner.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Implantat zur Elektrostimulation von Gewebe, mit einem Aufnehmerspulenteil, das mindestens eine elektrische Wicklung ("Aufnehmerspule") mit zwei Anschlüssen enthält, ferner mit einer die Aufnehmerspule umgebenden Umhüllung aus biologisch verträglichem Material, und mit flexiblen Leitungen zum Koppeln der Anschlüsse der Aufnehmerspule mit Gewebe elektroden.The present invention is based on an implant Electrostimulation of tissue, with a pick-up coil part, the at least one electrical winding ("pickup coil") with two connections, also with one Sheath made of biological covering compatible material, and with flexible cables to Coupling the connections of the pick-up coil with tissue electrodes.

Solche Implantate sind beispielsweise aus US 3,745,995, 3,918,440 und 4,611,597 bekannt. Sie dienen zur Elektro stimulation von Gewebe durch niederfrequente, im allgemeinen sinusformige Wechselströme, nach einem von Kraus und Lechner entwickelten Verfahren.Such implants are known, for example, from US Pat. No. 3,745,995, 3,918,440 and 4,611,597. They are used for electronics stimulation of tissue by low frequency, in general sinusoidal alternating currents, according to one of Kraus and Lechner developed procedures.

Allen diesen bekannten Implanten ist gemeinsam, daß die Anschlüsse der Aufnehmerspule jeweils fest mit einem ersten Ende einer flexiblen Leitung verbunden, z. B. verschweißt sind und daß das andere, zweite Ende der flexiblen Leitungen jeweils fest mit einer Gewebeelektrode oder einer Anschluß vorrichtung für eine solche verbunden ist.All these known implants have in common that the Connections of the pick-up coil each firmly with a first Connected end of a flexible line, e.g. B. welded are and that the other, second end of the flexible lines each with a tissue electrode or a connector device for such is connected.

Für verschiedene Situationen im Behandlungsbereich werden aber im allgemeinen auch Leitungen verschiedener Länge benötigt. Die bekannten Implantate können dieser Forderung nur unzureichend Rechnung tragen: Oft sind die Leitungen entweder zu kurz oder zu lang, so daß das Implantat nicht optimal appliziert werden kann, oder es muß eine größere Anzahl von Implanten mit unterschiedlichen Leitungslängen bereit gehalten werden, was unwirtschaftlich ist. For different situations in the treatment area but generally also lines of different lengths needed. The known implants can meet this requirement insufficiently taken into account: The cables are often either too short or too long so that the implant is not can be applied optimally, or it must be a larger one Number of implants with different line lengths be kept ready, which is uneconomical.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die Anschlüsse der Aufnehmerspule jeweils mit mindestens einer Anschlußvorrichtung elektrisch gekoppelt sind, an der nach Wahl eine flexible elektrische Leitung mit der benötig ten Länge und einer gewünschten Elektrode oder Elektroden anschlußvorrichtung befestigbar ist.The present invention avoids this disadvantage by that the connections of the pickup coil each with at least a connector are electrically coupled to the a flexible electrical cable of your choice length and a desired electrode or electrodes connecting device can be attached.

Ein vorgegebenes Aufnehmerspulenteil kann also bei Bedarf, insbesondere auch noch im OP, mit Leitungen der benötigten Langen und mit den gewünschten Elektroden bzw. Elektroden anschlußvorrichtungen versehen werden. Die Vorratshaltung von unterschiedlichen Leitungsanordnungen ist wesentlich wirtschaftlicher als die von verschiedenen ganzen Implanta ten.A given pick-up coil part can therefore, if necessary, especially in the operating room, with cables of the required Long and with the desired electrodes or electrodes connection devices are provided. The stocks of different line arrangements is essential more economical than that of various whole implanta ten.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung können die Anschlußdrähte auf die gewünschte Länge zugeschnitten und dann an entsprechenden Anschlußvorrichtungen der Aufnehmer spule befestigt werden, z. B. durch eine Quetschverbindung oder durch Schrauben ähnlich wie bei einer Lüsterklemme.In a first embodiment of the invention, the Cut the connecting wires to the desired length and then on corresponding connection devices of the transducers coil are attached, e.g. B. by a crimp connection or by screws similar to a luster terminal.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist an jedem Anschluß der Aufnehmerspule mindestens ein kurzes Leiter stück angebracht, das aus der Umhüllung des Implantats herausragt und vorzugsweise aus einem kurzen steifen Stäb chen aus biologisch verträglichem Metall besteht, und an jedem flexiblen Leiterdraht ist eine Hülse angebracht, die durch Quetschen oder eine selbstsperrende Rast- oder Wider hakenanordnung an dem Stäbchen befestigt werden kann.In another embodiment of the invention is on everyone Connection of the pick-up coil at least one short conductor piece attached that from the envelope of the implant protrudes and preferably from a short stiff stick chen consists of biologically compatible metal, and on a sleeve is attached to each flexible conductor wire by squeezing or a self-locking latch or counter hook assembly can be attached to the chopsticks.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs bespielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, dabei werden noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zur Sprache kommen. Es zeigen:The invention is based on execution record with reference to the drawings further features and advantages are explained of the invention come up. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein gebrauchsfertiges Implantat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Figure 1 is a plan view of a ready-to-use implant according to an embodiment of the invention.

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Aufnehmerspulenteil eines Implantats der in Fig. 1 dargestellten Art; FIG. 2 shows a plan view of a pick-up coil part of an implant of the type shown in FIG. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Aufnehmerspulenteils gemäß Fig. 2; FIG. 3 shows a sectional view of the pick-up coil part according to FIG. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Aufnehmerspulenteils gemäß Fig. 1; FIG. 4 shows a side view of the pickup coil part according to FIG. 1;

Fig. 5 eine Schnittansicht des Aufnehmerspulenteils gemäß Fig. 4; FIG. 5 is a sectional view of the pickup coil part according to FIG. 4;

Fig. 6 eine stark vergrößerte Ansicht einer Anschlußhülse mit einem flexiblen Elektrodenanschlußdraht für ein Aufnehmerspulenteil der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Art; Figure 6 is a greatly enlarged view of a ferrule with a flexible electrode lead wire for a pickup coil member of the type shown in Figures 1 to 5;

Fig. 7 eine sogenannte Kielelektrode, die mit einem Anschlußdraht und einer Anschlußhülse der in Fig. 6 dargestellten Art versehen ist; FIG. 7 shows a so-called keel electrode which is provided with a connecting wire and a connecting sleeve of the type shown in FIG. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Implantats, und Fig. 8 is a plan view of another embodiment of an implant according to the invention, and

Fig. 9 eine stark vergrößerte Ansicht einer Verbindungs vorrichtung des Implantats gemäß Fig. 8. Fig. 9 is a greatly enlarged view of a connection device of the implant of FIG. 8.

Das in Fig. 1 dargestellte Implantat 10 dient zur Elektro stimulation von Gewebe durch einen im wesentlichen sinus förmigen Wechselstrom niedriger Frequenz, insbesondere unter 25 Hz. Es besteht aus einem Aufnehmerspulenteil 12 und Leitungen 16, die mit Elektroden oder Elektrodenanschluß vorrichtungen versehen sind. Das Aufnehmerspulenteil 12 ist mit Anschlußvorrichtungen 14 für mindestens zwei, im Falle der Fig. 1 vier flexiblen Leitungen 16 versehen, die in Gewebeelektroden oder Anschlüssen 18 für Gewebeelektroden enden. Die Elektrodenanschlüsse 18 können beispielsweise druckknopfartige Anschlußelemente für Knochenschrauben sein, wie es aus der US 3,918,440 bekannt ist.The implant 10 shown in Fig. 1 is used for electrical stimulation of tissue by a substantially sinusoidal alternating current of low frequency, in particular below 25 Hz. It consists of a pick-up coil part 12 and lines 16 which are provided with electrodes or electrode connection devices. The pick-up coil part 12 is provided with connection devices 14 for at least two, in the case of FIG. 1, four flexible lines 16 , which end in tissue electrodes or connections 18 for tissue electrodes. The electrode connections 18 can be, for example, push-button-like connection elements for bone screws, as is known from US 3,918,440.

Die niederfrequente Wechselspannung wird in einer im Auf nehmerspulenteil enthaltenen Wicklung durch ein magnetisches Wechselfeld induziert, das in bekannter Weise mittels einer äußeren Primärspule erzeugt wird.The low-frequency AC voltage is in an up winding coil contained by a magnetic Alternating field induced, in a known manner using a outer primary coil is generated.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bestehen die Verbindungsvorrichtungen aus steifen Drähten 20 (Fig. 2) aus gewebeverträglichem Metall, wie einer CrNiMo-Osteo synthesemetallegierung oder einer Titanlegierung, die vom Aufnehmerspulenteil in Längsrichtung vorspringen, und aus Anschlußhülsen an den flexiblen Leitungen. Wie die stark vergrößerte Fig. 6 im Schnitt zeigt, ist ein Ende jeder Leitung 16 in einer Hülse 22 aus gewebeverträglichem Metall befestigt, z. B. durch Quetschen an einer hierfür geschwächten Stelle 24. An dem der Leitung 16 abgewandten Ende hat die Hülse 22 ein axiales Loch 26 zur Aufnahme eines entsprechen den Anschlußdrahtes 20 des Aufnehmerspulenteils 12. Die Leitungen 16 bestehen vorzugsweise aus Herzschrittmacher- Leitungsdraht, der sehr flexibel und widerstandsfähig gegen Biegebeanspruchungen ist.In the embodiment according to FIG. 1, the connecting devices consist of rigid wires 20 ( FIG. 2) made of tissue-compatible metal, such as a CrNiMo-Osteo synthesis metal alloy or a titanium alloy, which protrude in the longitudinal direction from the pick-up coil part, and of connection sleeves on the flexible lines. As the greatly enlarged Fig. 6 shows in section, one end of each line 16 is fixed in a sleeve 22 made of tissue-compatible metal, for. B. by squeezing at a weakened point 24th At the end facing away from the line 16 , the sleeve 22 has an axial hole 26 for receiving a corresponding connecting wire 20 of the pick-up coil part 12 . The leads 16 are preferably made of pacemaker lead wire which is very flexible and resistant to bending stresses.

Das Aufnehmerspulenteil 12 enthält mindestens eine elektri sche Wicklung 28 (Fig. 3), deren Enden mit jeweils minde stens einem Anschlußdraht elektrisch verbunden sind. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 bis 5 ist in der Wicklung 28 ein Magnetkern 30 angeordnet, der aus zwei länglichen streifenförmigen Teilen 30a, 30b besteht, die in Längs richtung etwas gegeneinander versetzt sind, so daß an den Längsenden jeweils ein Stück eines Magnetkernteils über steht, wie Fig. 5 zeigt. Bei der bevorzugten Ausführungs form des vorliegenden Implantats, die in den Fig. 2 bis 5 dargestellt ist, werden die Anschlußdrähte 20 jeweils durch U-förmige Metallbügel gebildet, welche an der Innenseite des an diesem Ende überstehenden Magnetkernteilstückes befestigt, z. B. angeschweißt, und mit einem Ende der Wicklung 28 elek trisch verbunden sind. Wenn die Magnetkernteile 30a, 30b aus elektrisch leitendem Werkstoff, wie Transformatorblech, bestehen, ist zwischen ihnen eine elektrische Isolierung (nicht dargestellt) vorgesehen. Die Wicklung und der Magnet kern sind mit einer Umhüllung 32 aus gewebeverträglichem Material, insbesondere einem gewebeverträglichem Zwei komponenten-Gießharz umgeben.The pickup coil part 12 contains at least one electrical winding 28 ( FIG. 3), the ends of which are electrically connected to at least one connecting wire. In the embodiment according to FIG. 2 to 5 is disposed in the winding 28, a magnetic core 30, which elongate from two strip-shaped parts 30 a, 30 b is, the direction in the longitudinal are slightly offset from each other so that at the longitudinal ends, respectively a piece of Magnetic core part is over, as Fig. 5 shows. In the preferred embodiment of the present implant, which is shown in FIGS. 2 to 5, the connecting wires 20 are each formed by U-shaped metal brackets, which are attached to the inside of the protruding magnetic core section at this end, for. B. welded, and electrically connected to one end of the winding 28 . If the magnetic core parts 30 a, 30 b consist of electrically conductive material, such as transformer sheet metal, electrical insulation (not shown) is provided between them. The winding and the magnetic core are surrounded by a sheath 32 made of tissue-compatible material, in particular a tissue-compatible two-component cast resin.

Außer dem Aufnehmerspulenteil 12 werden dem operierenden Arzt Leitungen 16 unterschiedlicher Längen, die jeweils mit einer Verbindungsvorrichtung, wie einer Hülse 22, und unter schiedlichen Elektroden oder Elektrodenanschlußvorrichtungen versehen sind, zur Verfügung gestellt, so daß der Arzt jeweils die der Operationssituation angemessenen Leitungen am Aufnehmerspulenteil anbringen lassen kann. Hierzu braucht beispielsweise nur die Hülse 22 mit ihrem Loch 26 auf einen Anschlußdraht 20 aufgeschoben und dort fixiert werden, z. B. durch Quetschen oder durch eine zur Fixierung dienende Madenschraube (nicht dargestellt) oder durch eine selbst sperrende Rastanordnung, die beispielsweise durch nach hinten gerichtete sägezahnartige Elemente (nicht dargestellt), die in das Loch 26 vorspringen, gebildet wird.In addition to the pick-up coil part 12 , the operating doctor is provided with lines 16 of different lengths, each of which is provided with a connecting device, such as a sleeve 22 , and under different electrodes or electrode connection devices, so that the doctor attaches the lines appropriate to the surgical situation to the pick-up coil part can leave. For this purpose, for example, only the sleeve 22 with its hole 26 needs to be pushed onto a connecting wire 20 and fixed there, for. B. by squeezing or by a grub screw for fixing (not shown) or by a self-locking locking arrangement, which is formed, for example, by rear-facing sawtooth-like elements (not shown) which protrude into the hole 26 .

Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Leitung 16, deren eines Ende mit einer Anschlußhülse 22 der in Fig. 6 dargestellten Art elektrisch und mechanisch verbunden ist während am anderen Ende elektrisch und mechanisch eine sogenannte Kielelektrode 34 angebracht ist, die aus einem im Quer schnitt L- oder T-förmigen Streifen aus gewebeverträglichem Metall besteht (siehe DE 33 40 974 A). Fig. 7 shows an example of a line 16 , one end of which is electrically and mechanically connected to a connecting sleeve 22 of the type shown in FIG. 6, while at the other end a so-called keel electrode 34 is attached, which consists of a cross-section L - Or T-shaped strips made of tissue compatible metal (see DE 33 40 974 A).

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des vor liegenden Implantats, welches sich besonders für Navicular- Anwendungen eignet. Es enthalt einen flachen, länglichen Aufnehmerspulenteil 112, an dessen Längsenden sich jeweils eine Verbindungsvorrichtung 114 für eine elektrische Leitung 116 befindet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist an jeder Leitung eine Kirschnerdraht-Elektrode 136 angebracht. Fig. 8 shows a further embodiment of the lying implant, which is particularly suitable for navicular applications. It contains a flat, elongated pick-up coil part 112 , at the longitudinal ends of which there is a connecting device 114 for an electrical line 116 . In the embodiment according to FIG. 8, a Kirschner wire electrode 136 is attached to each line.

Wie Fig. 9 zeigt, enthält die Verbindungsvorrichtung eine vorzugsweise aus gewebeverträglichem Material bestehende Hülse 138 und einen metallischen Dorn 140. Der Dorn 140 und vorzugsweise auch die Hülse 138, wenn sie aus Metall besteht, sind mit einem Ende einer nicht dargestellten Wicklung entsprechend der Wicklung 28 (Fig. 3) verbunden und so bemessen, daß das Ende einer aus einer Hohllitze bestehenden Anschlußleitung 116 in den Zwischenraum zwischen dem Dorn 140 und der Hülse 138 gesteckt und dort z. B. durch Zusammenquetschen der Hülse 138 fixiert werden kann. Wenn die Hülse aus Metall besteht und mit der Aufnehmerspule verbunden ist, kann der Dorn auch lose sein und in das Ende der Leitung gesteckt werden, bevor es in die Hülse einge führt wird. Wenn die Leitung nicht hohl, sondern massiv ist oder wenn auch ohne Dorn eine sichere mechanische und elek trische Verbindung der Leitung mit der Hülse 138 gewähr leistet ist, kann der Dorn entfallen.As shown in FIG. 9, the connecting device contains a sleeve 138 , which is preferably made of tissue-compatible material, and a metallic mandrel 140 . The mandrel 140 and preferably also the sleeve 138 , if it is made of metal, are connected to one end of a winding, not shown, corresponding to the winding 28 ( FIG. 3) and dimensioned such that the end of a connecting line 116 consisting of a hollow strand leads into the Intermediate space between the mandrel 140 and the sleeve 138 and inserted there z. B. can be fixed by squeezing the sleeve 138 . If the sleeve is made of metal and is connected to the pick-up coil, the mandrel can also be loose and inserted into the end of the line before it is inserted into the sleeve. If the line is not hollow, but solid or if a secure mechanical and electrical connection of the line with the sleeve 138 is guaranteed even without a mandrel, the mandrel can be omitted.

Eventuelle blanke Teile der Hülsen 22, 122 und der Leitungen 16, 116 werden mit einem Isolierschlauch aus gewebe verträglichem Material, inbesondere Silikongummi, überzogen.Any bare parts of the sleeves 22 , 122 and the lines 16 , 116 are covered with an insulating tube made of fabric-compatible material, in particular silicone rubber.

Claims

1. Implant for electrostimulation of tissue with a pick-up coil part ( 12 ), the at least one electrical pick-up coil winding ( 28 ), the ends of which are each coupled to at least one connection, and with flexible electrical lines ( 16 ) for connecting the connections to tissue electrodes, characterized that the terminals of the pickup coil (28) of a connecting device (14) are each connected to at least a portion (20) and that the flexible lines (16) each having an end which is complementary to the connector part and electrically and mechanically fastened to this is .

2. Implant according to claim 1, characterized in that the connecting device part contains a sleeve ( 138 ) in which one end of a flexible line ( 116 ) can be fastened.

3. Implant according to claim 2, characterized in that the electrical line consists of a hollow strand and that a mandrel ( 140 ) is provided which can be inserted into the end of the hollow line ( 116 ).

4. Implant according to claim 1, characterized in that the connecting device part of the pick-up coil part ( 12 ) consists of a projecting from the pick-up coil part rigid metal wire ( 20 ) and that at one end of each flexible line ( 16 ) a sleeve ( 22 ) is attached, which to the metal wire is attachable.

5. Implant according to claim 1, characterized in that the sleeve has an axial hole with a barb arrangement contains, when the sleeve is pushed onto the metal wire hooks on this.

6. Implant according to claim 4, characterized in that the sleeve ( 22 ) has an axial hole ( 26 ) and can be fastened to the rigid piece of wire by squeezing.

7. Implant according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of separate flexible lines with different electrodes or electrode connection devices are provided for a specific type of pick-up coil part ( 12 , 112 ).